【正文】 和極限荷載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為：按式（）計(jì)算面層荷載疲勞應(yīng)力。式（）計(jì)算面層最大荷載應(yīng)力。其中：應(yīng)力折減系數(shù)kr=（）；綜合系數(shù)kc=（）；疲勞應(yīng)力系數(shù)。□溫度應(yīng)力，最大溫度梯度取88℃/m。按式（）計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按式（）計(jì)算：按式（）計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力：□結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD402011），一級(jí)安全等級(jí)，低變異水平條件下。按式（）和式（）校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿(mǎn)足要求：，可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時(shí)的一次作用?！醴桨溉O(shè)計(jì)面層:水泥混凝土板， 基層：5%水泥穩(wěn)定碎石，底基層：4%水泥穩(wěn)定碎石，□初擬路面結(jié)構(gòu)查《水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D402011）。根據(jù)高速公路、重交通等級(jí)和低等級(jí)變異水平等級(jí)，查表41和表43?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定碎石（水泥用量5%），%水泥穩(wěn)定碎石。單向路幅寬度為2（行車(chē)道）+（路緣帶）+（路肩），5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為傳力桿假縫。□材料參數(shù)的確定1．混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量。碎石粗集料混凝土的線(xiàn)膨脹系數(shù)。2．土基的回彈模量參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD402011）、路基回彈模量取=70MPa。由此，=56MPa。，5%水泥穩(wěn)定碎石基層回彈模量=。4%水泥穩(wěn)定碎石底基層回彈模量=1300MPa。板底地基綜合回彈模量Et取為170MPa?；炷撩鎸影宓膹澢鷦偠菵c式()半剛性基層板的彎曲剛度Db式()路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑rg式()為：□荷載應(yīng)力按式（），標(biāo)準(zhǔn)荷載和極限荷載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為： 按式（）計(jì)算面層荷載疲勞應(yīng)力。式（）計(jì)算面層最大荷載應(yīng)力。其中：應(yīng)力折減系數(shù)kr=（）；綜合系數(shù)kc=（）；疲勞應(yīng)力系數(shù)?！鯗囟葢?yīng)力，最大溫度梯度取88℃/m。按式（）計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按式（）計(jì)算：按式（）計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力：□結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD402011），一級(jí)安全等級(jí)，低變異水平條件下。按式（）和式（）校核路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是否滿(mǎn)足要求：，可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用，以及最重軸載在最大溫度梯度時(shí)的一次作用。9□瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)□路設(shè)計(jì)資料盤(pán)山高速K15+140~K17+570段，在自然區(qū)劃上屬于區(qū)。擬建一條高速公路，雙向四車(chē)道，有中央分隔帶，土路肩為2 ，硬路肩為2 ，行車(chē)道為2 ，路緣帶為2。車(chē)道系數(shù)為η=，擬采用瀝青路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)年限為15年，交通量年平均增長(zhǎng)率為6%，沿線(xiàn)土質(zhì)為低液限粘土，沿線(xiàn)地質(zhì)情況為覆蓋層以種植土、亞砂土和亞粘土為主，含少量的碎石質(zhì)土，覆蓋層厚2m左右。下伏基巖為硅化板巖。本地區(qū)整體氣溫變化幅度小，年均溫1314℃，℃，℃?！?，最低氣溫為12℃。多年平均降水量達(dá)到1350毫米/年。蒸發(fā)量最大的月份為2～5月份，無(wú)霜期230300天。公路沿線(xiàn)5km以?xún)?nèi)有較豐富的砂礫材料，當(dāng)?shù)匮鼐€(xiàn)無(wú)礦石料場(chǎng)，礦石材料需要外購(gòu)，相距約40km。相距50km左右處有水泥廠(chǎng)和石灰生產(chǎn)廠(chǎng)。鋼材等建材可以在相距40km處進(jìn)貨?！踺S載分析 交通組成及交通量表（雙向） 車(chē)型后軸型號(hào)交通量（輛/晝夜）小客車(chē)113200中客車(chē)SH13012600大客車(chē)CA5012900小貨車(chē)BJ130121600中貨車(chē)CA50121000中貨車(chē)EQ14012800大貨車(chē)JN15012700特大車(chē)日野KB22212900拖掛車(chē)五十鈴32100交通量年平均增長(zhǎng)率（%）6我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。查《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD502006）。 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù) 參數(shù)名稱(chēng)數(shù)值參數(shù)名稱(chēng)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)軸載名稱(chēng)BZZ100單輪當(dāng)量圓直徑d（cm）輪胎接地壓強(qiáng)P（MPa）兩輪中心距（cm）1．當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，各級(jí)軸載的作用次數(shù)均換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。式中：N39?！?以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)； ni— 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/d）； pi— 各種被換算車(chē)型的軸載（kN）； C2— 被換算車(chē)型的輪組系數(shù)，。 C1— 被換算車(chē)型的軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距離大于3m，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算（m為軸數(shù)）： 軸載換算結(jié)果 車(chē)型（）（次/日）小客車(chē)前軸13200后軸2313200中客車(chē)SH130前軸1600后軸2311600大客車(chē)CA50前軸1900后軸11900小貨車(chē)BJ130前軸11600后軸111600中貨車(chē)CA50前軸11000后軸111000中貨車(chē)EQ140前軸1800后軸11800大貨車(chē)JN150前軸491700后軸11700特大車(chē)日野KB222前軸1900后軸11900拖掛車(chē)五十鈴前軸601100后軸310031100240∑則按公式（）其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)量軸次： 式中 — 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的累計(jì)當(dāng)量軸次數(shù)（次/車(chē)道）； t — 設(shè)計(jì)年限(年)，t=15年；— 營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/d）；— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量平均增長(zhǎng)率，由材料知，γ=；— 車(chē)道系數(shù)，=。則以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)： 2．當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，各級(jí)軸載的作用次數(shù)，均按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)：式中—以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）； —被換算車(chē)型的軸數(shù)系數(shù)，以拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按式=1+2（m1）計(jì)算； —被換算車(chē)型的輪組系數(shù)，，； — 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/d）； — 標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）； — 各種被換算車(chē)型的軸載（KN）。 軸載換算結(jié)果 車(chē)型（kN）（次/日）小客車(chē)前軸13200后軸2313200中客車(chē)SH130前軸1600后軸2311600大客車(chē)CA50前軸1900后軸11900小貨車(chē)BJ130前軸11600后軸111600中貨車(chē)CA50前軸11000后軸111000中貨車(chē)EQ140前軸1800后軸11800大貨車(chē)JN150前軸491700后軸11700特大車(chē)日野KB222前軸1900后軸11900拖掛車(chē)五十鈴前軸601100后軸310051100240∑則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)量軸次為： □路面材料選擇1．交通量情況：經(jīng)計(jì)算得設(shè)計(jì)車(chē)道交通量累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為次（按設(shè)計(jì)彎沉計(jì)），為重交通，說(shuō)明交通量很大。2．公路沿線(xiàn)主要筑路材料情況：公路沿線(xiàn)有較豐富的砂礫材料，當(dāng)?shù)匮鼐€(xiàn)無(wú)礦石料場(chǎng)，礦石材料需外購(gòu)，當(dāng)?shù)赜兴鄰S(chǎng)和電廠(chǎng)，粉煤灰較豐富，有少量石灰生產(chǎn)，但產(chǎn)量不高。本路段水源較為豐富，施工用電可考慮利用沿線(xiàn)農(nóng)用電網(wǎng)，加裝變壓器，改善及加鋪電路解決。3．綜合考慮各種自然、人為因素后，經(jīng)方案比選后，最終選擇瀝青混凝土路面?！醭鯏M路面結(jié)構(gòu)查《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D502006）可知瀝青混合料的壓實(shí)最小厚度與適宜厚度。 瀝青混合料的壓實(shí)最小厚度與適宜厚度瀝青混合料類(lèi)型最大粒徑（mm）公稱(chēng)最大粒徑（mm）符號(hào)壓實(shí)最小厚度（mm）適宜厚度（mm）密級(jí)配瀝青混凝土（AC）砂粒式AC51515~30細(xì)粒式AC102025~4016AC133540~60中粒式1916AC164050~8019AC205060~100粗粒式AC257080~120根據(jù)本地區(qū)的路用材料，結(jié)合已有工程經(jīng)驗(yàn)與典型結(jié)構(gòu)，擬定兩個(gè)結(jié)構(gòu)組合方案。按計(jì)算法確定方案一、方案二的路面厚度。根據(jù)結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工機(jī)具的功能等因素，基于以上考慮因素，本段路提出兩種半剛性基層組合方式，初步確定路面結(jié)構(gòu)組合和各層厚度如下：方案一:半剛性基層：4㎝細(xì)粒式瀝青混凝土（AC13）+6㎝中粒式瀝青混凝土（AC16）+8㎝粗粒式瀝青混凝土（AC25）+20㎝ 水泥穩(wěn)定沙礫(5%)+？㎝二灰土，以二灰土為設(shè)計(jì)層。方案二:半剛性基層：4㎝細(xì)粒式瀝青混凝土（AC13）+6㎝中粒式瀝青混凝土（AC16）+8㎝粗粒式瀝青混凝土（AC25）+20㎝水泥穩(wěn)定碎石（5%）+22㎝水泥石灰砂礫土，按驗(yàn)算法驗(yàn)算結(jié)構(gòu)層厚度?！醴桨敢辉O(shè)計(jì)□各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度土基回彈模量的確定可根據(jù)附錄E查得。各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈裂強(qiáng)度已參照規(guī)范給出的推薦值確定。 結(jié)構(gòu)組合參數(shù)（方案一） 層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量（MPa）強(qiáng)度劈裂（MPa）拉應(yīng)力計(jì)算用彎沉計(jì)算用①細(xì)粒式瀝青混凝土420001400②中粒式瀝青混凝土618001200③粗粒式瀝青混凝土812001000④水泥穩(wěn)定砂礫2036001500⑤二灰土待定2000900⑥土基—4040— 結(jié)構(gòu)組合參數(shù)（方案二） 層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量（MPa）強(qiáng)度劈裂（MPa）拉應(yīng)力計(jì)算用彎沉計(jì)算用①細(xì)粒式瀝青混凝土420001400②中粒式瀝青混凝土618001200③粗粒式瀝青混凝土812001000④ 水泥穩(wěn)定碎石2036001500⑤水泥石灰砂礫土2220001200⑥土基—5050—□計(jì)算路表設(shè)計(jì)彎沉值高速公路，瀝青混凝土面層 （半剛性基層瀝青路面）（半剛性基層瀝青路面） □各各層材料按容許層底拉應(yīng)力瀝青路面層、半剛性材料基層和底基層以拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，材料的容許拉應(yīng)力按下式計(jì)算 式中 ： — 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力（MPa）；— 瀝青混凝土或半剛性材料的極限劈裂強(qiáng)度（MPa）； — 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。對(duì)瀝青混凝土的極限劈裂強(qiáng)度，指15176。C時(shí)的極限劈裂強(qiáng)度；對(duì)水泥穩(wěn)定類(lèi)材料系指齡期為90d的極限劈裂強(qiáng)度；對(duì)二灰穩(wěn)定類(lèi)、石灰穩(wěn)定類(lèi)材料系指齡期為180d的極限劈裂強(qiáng)度；對(duì)水泥粉煤灰穩(wěn)定類(lèi)系指齡期為120d的極限劈裂強(qiáng)度。對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，按下式計(jì)算:對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，按下式計(jì)算： 對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類(lèi)的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，按下式計(jì)算： 結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力材料名稱(chēng)（MPa）（MPa）細(xì)粒瀝青混凝土中粒瀝青混凝土 粗粒瀝青混凝土 水泥穩(wěn)定碎石 二灰土 □按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度1．計(jì)算綜合修正系數(shù)2．計(jì)算理論彎沉系數(shù)3．確定設(shè)計(jì)層厚度采用三層體系表面彎沉系數(shù)，由諾莫圖算設(shè)計(jì)層厚度。h/δ=4/= E2/E1=1200/1400=。由三層體系表面彎沉系數(shù)諾莫圖查得：=。h/δ=4/= =40/1200=。由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得K1=。又因?yàn)镵2= /(K1）=（）=，=40/1200=。由上查表得：H/δ=，H= =。由可知：=+因?yàn)镠=，可知=。綜合各個(gè)因素取=20cm。如圖所示： ______________________ ______________________h1=4cm E1=1400MPa h=4cm E1=1400MPa h2=6cm E2=1200MPa h3=8cm E3=1000MPa H= E2=1200MPah4=20cm E4=1500MPa h5=20cm E5